JP2555679Y2 - つぼ型蒸気タービンのグランドシール部の仕切り構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【考案の属する技術分野】 本考案は、つぼ形蒸気タービンの外部ケーシング低圧
側の開放面を閉鎖するグランドシール部の仕切り構造に
関する。 【従来の技術】 つぼ形蒸気タービンは高圧，高温の蒸気が車室に供給
されるので、強度上の点から外部ケーシングを締付フラ
ンジを有する上下二分割された形式にせずに締付フラン
ジのない一方が開放されている円筒状のつぼ形にしてい
る。外部ケーシング内には動翼を有し発電機等の動力機
械の軸とを結合されるカップリングフランジを備えたタ
ービン車軸を、前記動翼と組合わされる静翼を有し上下
に二分割された内部ケーシングで囲んだ状態で収納され
ている。なお、このつぼ形状の外部ケーシングの開放端
面は、タービン車軸の貫通部からケーシング内の蒸気が
外部に漏れないようにグランドパッキンを備えたグラン
ドシール蓋をボルトによって前記開放端面に結合するこ
とによって閉塞されている。 以下添付の図面を用いて従来技術を説明する。 第２図は従来のつぼ形蒸気タービンの構造を示す部分
断面図で、第３図（ａ）はグランドシール蓋の部分平面
図，同図（ｂ）はそのフランジ部の部分断面図である。 図において１はタービン車軸であり、複数段の翼列か
らなる動翼２を有し、またその一方の軸端に発電機等の
軸と結合する円盤状のカップリングフランジ３を有して
いる。内部ケーシング５は上下二分割構造でタービン車
軸１を囲んで組立られる。なおタービン車軸１が貫通す
る内部ケーシング５の低圧側の内周面にはラビリンスフ
インからなる２段のラビリンスパッキン7,8が配設さ
れ、タービン車軸１の貫通部から漏れる蒸気量を少なく
している。そして内部ケーシング５は外部ケーシング10
内に収納され、支持リング12と押えリング13とにより外
部ケーシング10の内周面の段部14に固定される。 タービン車軸１は内部ケーシング５の長さより長く、
その一方端部が外部ケーシング10の開放面11から突出
し、その軸端にカップリングフランジ３が配設され、車
軸の他方端は外部ケーシング10の反開放面側の図示しな
い貫通部を通り軸受等により軸支されるようになってい
る。そして外部ケーシング10の開放面11側の端面10a
に、中心部にタービン車軸１の貫通部を備えかつその内
周面に軸封部としてラビリンスパッキン26,27が配備さ
れ、外径寸法が外部ケーシング10の開放面の外径寸法と
同一の寸法を有する円盤状のグランドシール蓋20を、ボ
ルトにてその端面10aに固定することによって開放面11
が閉塞されるようになっている。 ところで、グランドシール蓋20はその直径方向に二分
割されておりその分割面にはそれぞれフランジが設けら
れている。そして上半分と下半分の接合は、その水平フ
ランジの重ね合わせ部を多数のボルトにより締付けて行
われる。第３図（ａ）、（ｂ）に示すように水平フラン
ジ21に多数の段付孔22を設け、一方図示しない下半分の
グランドシール蓋の水平フランジにねじ穴を設けて上半
分と下半分とを段付孔22を通るボルトにより締付けるよ
うにしている。このようにグランドシール蓋20を二つ割
りにしたのはつぼ形蒸気タービンの組立を行う際、あら
かじめタービン車軸１と内部ケーシング５とを仮組立し
たものを、外部ケーシング10の開放面11から挿入してタ
ービン車軸１と内部ケーシング５とが外部ケーシング10
内に収納された後で、上半分と下半分のグランドシール
蓋20でタービン車軸１を挟む形で組立てられるようにす
るためである。 なお、内部ケーシング５とグランドシール蓋20とで画
成される軸封蒸気室24は所定の圧力に保持してパッキン
８から漏れ出る蒸気量を少なくしている。またグランド
シール蓋20がタービン車軸１を囲む個所には環状の衛帯
蒸気室25を挟んでラビリンスフインからなるグランドパ
ッキン26,27とを設け、衛帯蒸気室25から図示しないグ
ランドコンデンサ等に接続される管路を介して衛帯蒸気
室25の圧力を大気圧より若干低い圧力にして軸封蒸気室
24からグランドパッキン26を経て衛帯蒸気室25に漏れ出
る蒸気が大気に漏れ出ないようにしている。 【考案が解決しようとする問題点】 一般につぼ形蒸気タービンは大容量の発電機等の動力
機械に結合されるので、それは大型になり、外部ケーシ
ング10もその外径が大きくなる。したがって外部ケーシ
ング10の開放端面10aに配備固定されるグランドシール
蓋20も直径が大きくなる。したがって水平フランジの締
付部から蒸気の漏洩を防止するにはボルト数を多くして
水平フランジ面に均一な面圧がかるようにする必要があ
る。そのため組立分解作業にかなりの時間を必要として
いた。 また、前述のようにグランドシール蓋20は直径が大き
く円盤状の形状を有するので、タービン運転時のタービ
ン内部の蒸気圧力や温度の急激な変化に対してグランド
シール蓋20が変形し、水平フランジ21を締付部から蒸気
の洩れやまたグランドパッキンを構成するラビリンスフ
イン26,27が対向する車軸やケーシング面に接触して運
転に支障を来たすという恐れもあった。 本考案は、前述のような点に鑑みタービン車軸の貫通
部に設けられるグランドパッキンのシールを信頼性のあ
るものにし、かつ外部ケーシングの開放面を完全に閉鎖
することができかつ組立分解作業の容易なつぼ形蒸気タ
ービンのグランドシール部の仕切り構造を提供すること
を目的とする。 【問題点を解決するための手段】 本考案ではグランドシール部の仕切り構造をつぼ形蒸
気タービンにおいて、外部ケーシングの開放端面を閉塞
するグランドシール蓋を、そのタービン車軸貫通部に、
前記タービン車軸の軸端のカップリングフランジの外径
より大きい内径の貫通孔を有する環状円盤状とし、さら
に内部ケーシングの低圧側グランド部を、前記外部ケー
シングの開放端面まで延長し、その延長部に前記グラン
ドシール蓋の貫通孔に嵌合する段部を形成するととも
に、前記グランドシール蓋と前記内部ケーシングの延長
部との対向部分間にパッキンリングを挿置し、前記外部
ケーシングの開放端面にボルトにて前記グランドシール
蓋を結合するように構成した。 【作用】 本考案は外部ケーシングの開放端面の閉塞を、内部ケ
ーシングの延長部分とグランドシール蓋と両者間に挿置
されるシールリングとで分担させ、タービン車軸の貫通
部の軸封を、内部ケーシングの延長部内周面に設けられ
たラビリンスパッキンで担当させたので、従来の二分割
構造のグランドシール蓋のような熱変動の影響を少なく
することが可能となり、ラビリンスフインのずれや接触
といった事故の心配がなくなる。次にグランドシール蓋
の貫通孔内をタービン車軸のカップリングフランジを容
易にくぐらせることができるので外部ケーシング内に仮
組立された内部ケーシングを挿入したあとで該蓋をとり
つけることが可能となる。このため二分割構造で接合面
のある従来のグランドシール蓋がかかえていた軸封上の
問題を皆無とするとともに組立分解作業が容易となる。
さらにグランドシール蓋の内周面及び側壁と内部ケーシ
ングの段部の外周面と側壁との間にパッキンリングを介
装して外部ケーシングへグランドシール蓋を固定するの
で、該パッキンリングの弾性力を効果的に利用すること
ができることによりそのシール効果を一層確実なものと
することができるのである。 【実施例】 以下図面に基づいて本考案の実施例を説明する。第１
図は本考案の実施例によるグランドシール部仕切構造を
有するつぼ形蒸気タービンの部分断面図である。なお、
第１図において第２図の従来例と同一部品には同じ符号
を付し、その説明を省略する。図において内部ケーシン
グ５は、その低圧側の端部を外部ケーシング10の開放面
まで延長するとともにその外周形状が後述するグランド
シール蓋としての環状蓋30の貫通孔内に嵌入する段部29
aを持つように形成されている。そしてその延長部29の
内周面にはグランドパッキン26,27を介してタービン車
軸１に対向させ、延長部29の外周には全周にわたって凹
ませて画成した環状の蒸気室32を設け、グランドパッキ
ン26と27との間に設けた衛帯蒸気室25と通路34で連通さ
せている。蒸気室32を設けたのは前述のようにグランド
コンデンサ等に接触する管路を衛帯蒸気室25に内部ケー
シング５を介して直接接続するのは構造上困難であるの
で、蒸気室32に前記管路を環状蓋30を貫通する図示しな
い孔を介して接続するようにするためである。衛帯蒸気
室25と並んで内部ケーシング５の内側のグランドパッキ
ン26とラビリンスパッキン８との間に環状の蒸気室33が
設けられ、環状の蒸気室33は内部ケーシング５を貫通す
る孔39により軸封蒸気室24に連通している。一方環状蓋
30は、その貫通孔の内径がタービン車軸１の軸端のカッ
プリングフランジ３の外径より大きく、外径が外部ケー
シング10の開放端面10aの外径と等しい環状円盤状に形
成されている。蓋30は、その貫通孔の内部ケーシング５
の延長部29の段部29aとが嵌合れてるように、外部ケー
シング10の端面10aにボルト締めされて、外部ケーシン
グ10の開放面11と内部ケーシング５の延長部29との間の
開口部を閉鎖する。なお、この時環状蓋30の内周面と内
部ケーシング５の延長部分の段部29aの外周面との間に
は、該外周面に刻設されている溝にシール材として嵌込
された炭素鋼等からなるパッキンリング40によりシール
し、また環状蓋30の内側の側面とこれと対向する内部ケ
ーシング延長部29の段部29aの側面との間は、12％クロ
ム鋼等からなるｕ字形断面の環状のパッキンリング41に
よりシールし、これらの間の隙間から蒸気が漏洩するの
を防止している。 このような構造によりグランドパッキン26,27は剛性
のある内部ケーシング５の延長部29に設けられるので、
タービン運転時の蒸気の圧力や温度の急激な変化に対し
て変形がきわめて少なくなる。また環状蓋30の貫通孔の
内径はタービン車軸１のカップリングフランジ３の外径
より大きくしてあるので、タービン車軸１と内部ケーシ
ング５との仮組立体を外部ケーシング10の内部へ挿入し
て組立た後でも容易にカップリングフランジ３をくぐら
せて外部ケーシング10の端面10aに取付けることができ
る。 【考案の効果】 以上説明してきたように本考案は、外部ケーシングの
開放端面の閉塞を、環状蓋および内部ケーシングの延長
部分と、両者の間に介装されたパッキンリングとで分担
させ、タービン車軸の貫通部の軸封を、内部ケーシング
の延長部の内周面に設けたグランドパッキンで担当させ
たので、従来の二分割構造のグランドシール蓋のような
熱変動の影響を受け易い構造と違い、この部分の剛性が
高いくなり、ラビリンスフインのずれや接触といった事
故の心配がなくなる。次に環状蓋の貫通孔の内径をカッ
プリングフランジの外径より大きくしてあるため、ター
ビン車軸のカップリングフランジを容易にくぐらせるこ
とができるので、外部ケーシングの内部に仮組立された
内部ケーシングを挿入したあとで環状蓋をとりつけるこ
とが可能となる。したがって二分割構造で接合面のある
従来のグランドシール蓋がかかえていた軸封上の問題点
を皆無とするとともに組立分解作業が極めて容易とな
る。さらに環状蓋の内周面及び側壁と、内部ケーシング
の段部の外周面と側壁との間に、２つの金属製のパッキ
ンリングを介装して環状蓋を外部ケーシングへ固定する
ので、該パッキンリングの弾性力を効果的に利用するこ
とができ、そのシール効果を一層確実なものとすること
ができる等、合理的構成と経済性に富んだグランドシー
ル部の仕切り構造のつぼ形蒸気タービンが提供できるの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の実施例によりグランドシール部の仕切
り構造を備えたつぼ形蒸気タービンの部分断面図、 第２図は従来のグランドシール部のグランドシール蓋を
備えたつぼ形蒸気タービンの部分断面図、 第３図（ａ）は第２図のグランドシール蓋のＡ矢視方向
の平面図、 第３図（ｂ）は第２図のグランドシール蓋の断面図であ
る。 1:タービン車軸、2:動翼、3:カップリングフランジ、5:
内部ケーシング、6:静翼、10:外部ケーシング、10a:開
放端面、26,27:グランドパッキン、29:延長部、29a:段
部、30:環状蓋、40,41:パッキンリング。

Claims (1)

1. (57)【実用新案登録請求の範囲】 １．タービン車軸と該車軸を上下から挟むようにしてな
   る二分割構造の内部ケーシングと、該内部ケーシングと
   前記タービン車軸との結合体を内部へ収容する、一方が
   開放されているつぼ形状の外部ケーシングと、該外部ケ
   ーシングの開放端面を閉塞するグランドシール蓋とから
   なるつぼ形蒸気タービンにおいて、前記グランドシール
   蓋を、そのタービン車軸貫通部に、前記タービン車軸の
   軸端のカップリングフランジの外径より大きい内径の貫
   通孔を有する環状円盤状とし、さらに前記内部ケーシン
   グの低圧側グランド部を、前記外部ケーシングの開放端
   面まで延長し、その延長部に前記グランドシール蓋の貫
   通孔に嵌合する段部を形成するとともに、前記グランド
   シール蓋と前記内部ケーシングの延長部との対向部分間
   にパッキンリングを介装し、前記外部ケーシングの開放
   端面にボルトにて前記グランドシール蓋を結合すること
   を特徴とするつぼ形蒸気タービンのグランドシール部の
   仕切り構造。